محاسبه ضریب شدت تنش ترک‌های سطحی در یک خانواده از دیسک‌های دوار نازک و ضخیم با استفاده از تابع وزن دو بعدی
چکیده
در این پژوهش خانواده‌ای از دیسک‌های دوار پرکاربرد در صنایع توربین و کمپرسور ایران از دیدگاه مکانیک شکست مطالعه می‌شود. در شرایط کاری، تحت اثر بارهای مکانیکی و حرارتی ترک در دیواره داخلی دیسک جوانه می‌زند. هدف از این پژوهش ارائه یک تابع وزن دوبعدی برای مجموعه‌ای از دیسک‌های دوار حاوی ترک‌های طولی نیم بیضوی می‌باشد. بدین منظور، ابتدا شکل عمومی تابع وزن دوبعدی بر اساس توابع وزن ترک‌های محاط انتخاب می‌شود. تعیین ضرایب ثابت شکل عمومی این تابع وزن بر اساس نتایج ضریب شدت تنش مرجع در هندسه ترک‌دار تحت بارگذاری مرجع حاصل می‌شود. عدم وابستگی نتایج به تعداد جملات تابع وزن بررسی می‌شود. پس از استخراج تابع وزن برای دیسک‌هایی در گستره 90 تا 420 میلیمتر ضخامت، امکان تعیین ضریب شدت تنش ترک در دیسک‌ها تحت بارگذاری دلخواه فراهم می‌گردد. این تابع وزن می‌تواند مقادیر ضریب شدت تنش برای هر نقطه دلخواه روی جبهه ترک، که سطوح آن تحت بارگذاری یک یا دوبعدی قرار دارند، را محاسبه نماید. نتایج نشان می‌دهد که در نسبت عمق ترک‌های بزرگ، ضریب شدت تنش در نقاط سطحی با افزایش نسبت ارتفاع پایه به ضخامت دیسک افزایش می‌یابد. در یک نسبت منظر معین شکل هندسی دیسک بر روی ضریب شدت تنش ترک موثر می‌باشد. مقایسه نتایج حاصل از تابع وزن و نتایج حاصل از روش اجزاء محدود از تطابق مناسبی برخوردار می‌باشد. امکان شبیه سازی رشد ترک خستگی و پیش بینی زمان بازبینی دیسک‌ها با به کارگیری این تابع وزن به سادگی فراهم می‌شود.
کلید واژگان
دیسک دوارتابع وزن دو بعدی
ضریب شدت تنش
ترک سطحی
شماره نشریه
12تاریخ نشر
2016-02-011394-11-12
ناشر
دانشگاه تربیت مدرسسازمان پدید آورنده
استاد دانشگاه خواجه نصیر-دانشجو - دانشگاه خواجه نصیر
عضو هیات علمی دانشگاه علم و صنعت
شاپا
1027-59402476-6909
